具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，将时间域的地震资料转换为深度域，进而圈定有利构造区域的方法众多，在落实砾岩下伏构造的方法中，能否在速度建场和变速成图环节中准确落实浅层砾岩厚度、层速度变化及中深层层速度的精细描述，是准确落实砾岩下伏构造的关键。因此对浅层砾岩的准确刻画和中深层层速度的精细描述，进而落实构造的形态细节，实际上就是对有利构造目标的圈定。

一般来说，对砾岩下伏构造的速度建场和变速成图主要由两个部分组成：

1.采用测井、地震和非地震数据描述浅层砾岩结构并计算砾岩地层速度。

利用测井数据中的声波时差数据转换为速度数据，声波时差数据AC＝1/V，其中V为声波速度，因此V＝1/AC。

当V单位为m/s，AC单位为μs/m时，V＝1/AC×10⁶

当V单位为m/s，AC单位为μs/ft时，V＝10⁶/(AC×0.3048)

再根据所得的速度数据，进行近似曲线拟合，确定研究区域内砾岩纵向变化的总体规律。即给定数据点P_i(V_i，h_i)，其中i＝1，2，…，m。求近似曲线并且使得近似曲线与h＝f(V)的偏差最小。近似曲线在点Pi处的偏差i＝1，2，...，m。

常见的曲线拟合方法主要有以下三种:

(1)使偏差绝对值之和最小:

(2)使偏差绝对值最大值最小:

(3)使偏差平方和最小：

在预测砾岩层岩性分布及其厚度的众多方法中，可控源音频大地电磁(测深)法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics，CSAMT)是其中之一。其理论基础为麦克斯韦方程组，包含如下几个方程式：

并且DεE

BμH

JσE

以上各式中，E、D分别代表电场强度适量和电感应强度矢量；ε为介质的介电常数；H、B分别为磁场强度矢量和磁感应强度矢量；μ为介质的导磁率；J为电流密度矢量，σ为介质的电导率。在地球物理勘探中，常常采用σ的倒数ρ₁，称为电阻率；ρ为电荷密度。

CSAMT方法对于砾岩的形态的预测有较好的效果，但是对于砾岩速度的变化的准确度还需要进一步的提高。

本次发明根据CSAMT方法反演得到深度域的砾岩结构预测数据，通过测井数据交会得到的砾岩纵向速度变化趋势，将CSAMT方法反演结果转换为时间域成果，与地震剖面融合后结合录井数据综合解释中浅层砾岩结构。

根据综合解释得到的砾岩层位数据和地震速度谱建立地震速度场，采用地质认识总体把控趋势、层位标定后的钻井深度控制井点处速度、测井交会分析结果控制离钻井较远区域的层速度，能够较好地落实中浅层砾岩的速度平面变化。

2.针对砾岩沉积的下伏正常地层段，利用波阻抗反演技术也可以得到地层的层速度，该技术的优点在于得到的速度体纵横向都具有较高的分辨率。

波阻抗反演技术基于三维地震数据、测井数据和构造解释数据，采用多种反演方法可以得到纵、横向均具有很高分辨率的波阻抗数据体。

众多的地震波阻抗反演方法中，约束稀疏脉冲反演是常用的方法之一。在计算流程上可分为三步：

(1)反射系数反演：采用最大似然反褶积进行反射系数的反演，最大似然反褶积对地层的假设认为：地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯背景的小反射叠加组合而成，导出一个最小目标函数：

式中，R2和N2分别为反射系数和噪音的均方值，r(K)和n(K)表示第K个采样点的反射系数和噪音，M表示反射层数，L表示采样总数，λ表示给定反射系数的似然值。通过多次迭代，求取反射系数。

(2)根据最大似然反褶积计算得到的反射系数，结合初始阻抗模型，采用递推算法，反演得到初始的波阻抗模型：

式中，Z(i)为第i层的波阻抗值，R(i)为第i层的反射系数。

(3)结合井的约束条件进行波阻抗反演：约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标函数对计算出的初始波阻抗进行调整，包括对反射系数的调整。目标优化函数为：

F＝L_p(r)+λL_q(s-d)+α^-1L₁ΔZ

式中，r为反射系数序列，Δz为与阻抗趋势的差序列，d为地震道序列，s为合成地震道序列，λ为残差权重因子，α为趋势权重因子，p、q为L模因子。具体的，右式第一项反映了反射系数的绝对值和，第二项反映了合成声波记录与原始地震数据的差值，第三项为趋势约束项。

目前尚未见到成熟的利用波阻抗反演建立速度场的成功经验。其原因就是在进行波阻抗反演时需要测井数据进行约束，但是往往在中浅层以上缺少测井数据，无法得到纵向上的完整数据体。

基于此，本发明实施例提供的一种砾岩下伏构造变速成图方法及装置，通过综合利用多种地震及地质信息以及对以往方法的改进，能适应砾岩下伏构造形态的预测。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种砾岩下伏构造变速成图方法进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种砾岩下伏构造变速成图方法，参见图1所示的一种砾岩下伏构造变速成图方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取目标区域的地震资料、非地震资料和测井资料。

步骤S104，根据地震资料、非地震资料和测井资料确定目标区域的上伏砾岩段层位模型，根据地震资料和测井资料确定目标区域的下伏层段层位模型。

在本发明实施例中，层位模型用于描述层位的结构，地震资料、非地震资料和测井资料多种信息综合分析，得到上伏砾岩段层位模型，有助于提高上伏砾岩地层的构造成图精度。上伏砾岩段层位模型可以是三维空间模型图。

需要说明的是，下伏层段层位模型可以仅包括中深层的层位也可以包括中浅层和中深层的全部层位，根据实际需求进行确定，本发明实施例不作具体限定。下伏层段层位模型可以是三维空间模型图。

步骤S106，根据上伏砾岩段层位模型和地震资料生成上伏砾岩段层速度。

在本发明实施例中，根据上伏砾岩段层位模型和地震资料中的地震速度谱建立速度场，即可得到准确度更高的上伏砾岩段层速度。

步骤S108，基于下伏层段层位模型和测井资料进行反演得到波阻抗数据，并根据波阻抗数据确定下伏层段层速度。

在本发明实施例中，可以利用波阻抗反演技术，基于下伏层段层位模型和测井资料得到分辨率较高的波阻抗数据，从而根据波阻抗数据得到分辨率更高的下伏层段层速度。

步骤S110，根据上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度、上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型生成目标区域的构造图。

在本发明实施例中，通过对中浅层和中深层分别生成上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型，可以得到准确度更高的上伏砾岩段层速度和分辨率更高的下伏层段层速度，进而经变速成图，可以得到精度更高的目标区域的构造图。

本发明实施例提供了一种砾岩下伏构造变速成图方法，该方法获取目标区域的地震资料、非地震资料和测井资料，并基于得到的地震资料、非地震资料和测井资料确定目标区域的上伏砾岩段层位模型，基于地震资料和测井资料确定目标区域的下伏层段层位模型，之后，根据上伏砾岩段层位模型和地震资料生成上伏砾岩段层速度；基于下伏层段层位模型和测井资料进行反演得到波阻抗数据，并根据波阻抗数据确定下伏层段层速度；从而，经过计算可以得到目标区域的构造图。本发明实施例采用非地震资料、测井资料及地震资料综合分析得到准确的上伏砾岩段层位模型，基于上伏砾岩段层位模型得到较为准确的上伏砾岩段层速度，利用波阻抗反演计算得到分辨率更高的下伏层段层速度，最终得到目标区域的构造图，提高了砾岩下伏构造形态的预测精度。

为了提高上伏砾岩段层位模型的准确度，根据地震资料、非地震资料和测井资料确定目标区域的上伏砾岩段层位模型，可以包括以下步骤：

(1)根据测井资料将上伏砾岩段划分为地表砾岩部分和高速砾岩部分。

在本发明实施例中，利用声波时差测井数据，按照速度变化的趋势，将浅层砾岩段分为地表砾岩和高速砾岩两个部分。地表砾岩段速度及厚度的变化较为稳定；高速砾岩段速度及厚度变化剧烈。

(2)根据上伏砾岩段的电磁特征确定地表砾岩部分和高速砾岩部分在非地震资料上的平面展布。

在本发明实施例中，可以通过CSAMT法得到电磁剖面，确定砾岩的电磁特征，结合解释得到的地表砾岩部分和高速砾岩部分，在非地震资料上初步确定砾岩的平面展布。

(3)将非地震资料上的平面展布转换为时间域的平面展布。

在本发明实施例中，针对砾岩段，通过层速度与多个参数的对比优选，可以确定速度与时间深度的数学关系拟合公式，根据拟合公式将非地震资料上的平面展布可以转换为时间域的平面展布。

需要说明的是，在基于时间域的平面展布生成上伏砾岩段层速度时，可以采用地质认识总体把控趋势、层位标定后的钻井深度控制井点处速度，对离钻井较远区采用上述数学拟合公式对砾岩段层速度进行约束。

(4)将时间域的平面展布与地震资料进行融合，得到目标区域的上伏砾岩段层位模型。

分别确认时间域的平面展布与地震资料中砾岩的反射特征，进行钻井标定，从而在地震资料上进行准确的解释，得到目标区域的上伏砾岩段层位模型。

考虑到为了提高下伏层段层速度的精度，根据波阻抗数据确定下伏层段层速度，可以包括以下步骤：

将测井资料的声波数据转换为速度数据；对速度数据和波阻抗数据进行拟合，得到拟合结果；根据拟合结果将波阻抗数据转换为目标速度数据；提取目标速度数据的均方根，得到下伏层段层速度。

在本发明实施例中，得到波阻抗数据之后，对速度数据和波阻抗数据进行拟合可以得到数学关系式，用于描述速度与波阻抗数据之间的关系，进而，根据拟合结果将波阻抗数据转换为目标速度数据，提取目标速度数据的均方根可以得到精度更高的下伏层段层速度。

根据上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度、上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型生成目标区域的构造图，包括：

根据上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型生成时间构造图；根据上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度和时间构造图生成目标区域的构造图。

在本发明实施例中，加入多信息综合解释得到的浅层砾岩层位，中深层层位依据测井数据显示的速度界面优选，建立解释构造控制层位模型，得到时间构造图，再利用上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度和时间构造图进行运算得到深度域构造图，即得到目标区域的构造图。

基于下伏层段层位模型和测井资料进行反演得到波阻抗数据，包括：

根据测井资料确定反演控制井数据；根据砾岩厚度变化趋势生成虚拟控制井数据；基于反演控制井数据、虚拟控制井数据和下伏层段层位模型进行反演得到波阻抗数据。

在本发明实施例中，优选工区内平面分布合理、测井数据较齐全、地震综合标定吻合度高的钻测井数据为反演控制井，在离钻井较远区域，根据砾岩厚度变化趋势认识建立虚拟控制井数据，基于反演控制井数据、虚拟控制井数据和下伏层段层位模型进行波阻抗反演得到分辨率更高的波阻抗数据。

需要说明的是，也可以基于反演控制井数据和下伏层段层位模型进行波阻抗反演得到分辨率更高的波阻抗数据，虚拟控制井数据可以根据实际需求确定是否参加波阻抗反演，本发明实施例对比不作具体限定。

本发明实施例提供了一种砾岩下伏构造变速成图方法及装置，该方法重点针对中深层地层速度的精细落实，兼顾浅层砾岩速度的描述。主要采用的技术措施为：(1)研究区内优选用于反演控制钻测井数据，选取能够平面控制、测井数据较齐全、地震综合标定吻合度高的钻测井数据为反演控制井；(2)加入多信息综合解释得到的浅层砾岩层位，中深层层位依据测井数据显示的速度界面优选，建立解释构造控制层位模型；(3)在离钻井较远区域，根据砾岩厚度变化趋势认识建立虚拟井控制浅层反演结果。

为适应砾岩下伏构造区落实构造形态的需求，该方法根据目标区域的特点，将地层纵向上分为两个部分：一是砾岩段；二是砾岩下伏构造层段；并针对两部分的不同特点，分别采取对应措施。通过测井资料、非地震和地震资料结合，确定砾岩结构，通过拟合的速度-深度关系落实砾岩段层速度。通过波阻抗反演技术，提高下伏层段层速度纵横向分辨率，对各地层速度变化有更准确的描述。

对于某三维地震区，新采集的两宽一高三维资料满覆盖面积304km²，在三维地震区的中、东部部署有非地震音频大地电磁，面积约240km²。三维区已发现多个油田，发现的油气藏主要为构造油气藏，主要目的层为侏罗系七克台组、三间房组及西山窑组，地层埋深在2400m～3700m之间。本区浅层的上第三系和第四系(0m～1800m)为主要来自北部物源的大型冲积扇，高速砂砾岩体由北向南逐渐减薄，速度横向变化大，导致时间域成像不能反映地下地层的真实产状。因此，本区油气勘探的重点工作是准确落实构造形态，而其中落实浅层砂砾岩段的速度变化是提高构造图精度的关键环节。

本区通过构造成图落实构造形态，存在两方面问题需要解决：

(1)浅层砾岩在地震上反射能量不聚焦，资料处理过程中速度拾取精度低，造成利用地震速度成图存在较大误差。

解决办法：通过结合测井资料、非地震资料和地震资料等多资料结合落实浅层砾岩结构及速度变化。

砾岩段层速度计算：根据声波测井曲线，通过速度变化趋势将上伏砾岩划分为地表砾岩和高速砾岩两个部分。地表砾岩速度较低，但变化较为剧烈，随深度的增加急剧增大；高速砾岩速度较高，变化较为和缓如。对多井的声波数据转换为层速度数据，通过多个参数拟合结果的对比后，确定砾岩地层层速度与时间深度的数学关系拟合公式作为两套砾岩速度变化量板，参见图2所示的利用测井声波数据对砾岩的速度进行数学拟合结果示意图。在此研究的基础上，结合CSAMT法得到的电磁剖面，确定两套砾岩的电磁特征，在非地震资料上初步确定砾岩的深度域平面展布，参见图3所示的依据音频大地电磁剖面进行砾岩段的形态解释示意图。通过砾岩地层的测井数据分段交会分析结果将CSMAT的解释成果转换为时间域，与地震数据结合进行综合标定，落实两套砾岩在地震上的反射特征，上部地表砾岩地震反射为表现为弱振幅；下部高速砾岩底界反射表现为中强振幅，从而在地震资料上进行精确的解释，确定两套砾岩的在时间域上的平面展布。采用综合解释得到的砾岩层位数据和地震速度谱建立地震速度场，根据地质认识总体把控趋势、层位标定后的钻井深度控制井点处速度、测井交会分析结果控制离钻井较远区域的层速度，能够较好地落实中浅层砾岩的速度平面变化。校正后速度的整体变化与校正前基本一致，呈现南低北高的形态，但在变化梯度及细节上都有较大的变化，校正后的速度变化更加合理。

(2)地震速度谱中深层数据时间间隔较大，一般都在200ms-500ms，薄层速度反演来说精度较低，不能满足当前精细勘探的要求。

解决办法：采用地震反演结合速度建场的方法落实砾岩下伏底层速度。

砾岩下伏层段层速度计算：优选工区内平面分布合理、测井数据较齐全、地震综合标定吻合度高的钻测井数据为反演控制井，加入多信息综合解释得到的浅层砾岩层位，中深层层位依据测井数据显示的速度界面优选，建立解释构造控制层位模型，在离钻井较远区域，根据砾岩厚度变化趋势认识建立虚拟控制井数据。采用约束稀疏脉冲反演方法进行波阻抗反演，等到高精度波阻抗数据。通过多井交会的方法得到的波阻抗数据和层速度数据间的数学关系式，将反演得到的波阻抗体转换为速度体，参见图4所示的通过波阻抗反演得到的数据转换的速度剖面示意图，其中，图中多个黑色竖线表示井所在位置。通过对转换得到的速度体提取层间数据，得到各套地层的层速度。通过反演得到的速度数据，纵向速度变化规律清晰，平面变化规律合理，细节描述准确，精度较高。

通过该技术的实施，落实了多套目的层构造形态，实施后新钻井的实钻结果与预测预测层位误差均小于0.5％。

本发明实施例还提供一种砾岩下伏构造变速成图装置，参见图5所示的砾岩下伏构造变速成图装置结构框图，该装置包括：

信息获取模块51，用于获取目标区域的地震资料、非地震资料和测井资料；层位确定模块52，用于根据地震资料、非地震资料和测井资料确定目标区域的上伏砾岩段层位模型，根据地震资料和测井资料确定目标区域的下伏层段层位模型；上伏速度模块53，用于根据上伏砾岩段层位模型和地震资料生成上伏砾岩段层速度；下伏速度模块54，用于基于下伏层段层位模型和测井资料进行反演得到波阻抗数据，并根据波阻抗数据确定下伏层段层速度；变速成图模块55，用于根据上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度、上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型生成目标区域的构造图。

在一个实施例中，层位信息确定模块，具体用于：根据测井资料将上伏砾岩段划分为地表砾岩部分和高速砾岩部分；根据上伏砾岩段的电磁特征确定地表砾岩部分和高速砾岩部分在非地震资料上的平面展布；将非地震资料上的平面展布转换为时间域的平面展布；将时间域的平面展布与地震资料进行融合，得到目标区域的上伏砾岩段层位模型。

在一个实施例中，下伏速度模块，具体用于：将测井资料的声波数据转换为速度数据；对速度数据和波阻抗数据进行拟合，得到拟合结果；根据拟合结果将波阻抗数据转换为目标速度数据；提取目标速度数据的均方根，得到下伏层段层速度。

在一个实施例中，变速成图模块，具体用于：根据上伏砾岩段层位模型和下伏层段层位模型生成时间构造图；根据上伏砾岩段层速度、下伏层段层速度和时间构造图生成目标区域的构造图。

在一个实施例中，下伏速度模块，具体用于：根据测井资料确定反演控制井数据；根据砾岩厚度变化趋势生成虚拟控制井数据；基于反演控制井数据、虚拟控制井数据和下伏层段层位模型进行反演得到波阻抗数据。

本发明实施例还提供一种计算机设备，参见图6所示的计算机设备结构示意框图，该计算机设备包括存储器61、处理器62，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的计算机设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述

本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述任一种方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。